Celle a ossidi solidi, la produzione europea mira al “low cost”

Il progetto europeo AMPS a cui partecipa il Politecnico di Torino, mira a dimostrare un costo di produzione degli stack SOC inferiore a 800 €/kW per un volume di produzione di 100 MW/anno

Celle a ossidi solidi
Serigrafia degli elettrodi SOFC. By Tavo Romann – Own work, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=84914018

La tecnologia delle Celle a Ossidi Solidi

(Rinnovabili.it) – L’idrogeno verde per poter incarnare a pieno il ruolo di vettore della transizione energetica, ha bisogno anche di tecnologie elettrochimiche efficienti e robuste. Soluzioni in grado non solo di impiegarlo al meglio ma anche di inserirsi a pieno titolo nella filiera europea delle tecnologie net-zero. In questo contesto le celle a ossidi solidi (Solid Oxide Cells – SOC) hanno catalizzato parecchia attenzione negli ultimi anni, conquistando miglioramenti tecnici e nuovi investimenti.

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I vantaggi delle celle a ossidi solidi reversibili (rSOC)

Si tratta di una tecnologia ad alta temperatura, che funziona tra i 600 e gli 800°C (nonostante alcune tipologie possano lavorare a temperature più basse) e che – come il nome fa bene intendere – contiene un ossido solido, impiegato come elettrolita. Quest’ultimo così come gli altri componenti – elettrodi, interconnessioni, sigillanti – devono necessariamente presentare una adeguata stabilità termica e chimica.

La loro versatilità rappresenta un punto di forza: possono passare dalla modalità di produzione di idrogeno (SOEC – cella elettrolitica a ossidi solidi) a quella di produzione energetica (SOFC – fuel cell con ossidi solidi). Ma si fanno notare anche per un’elevata efficienza complessiva (termica ed elettrica combinata) dell’85-90 per cento. Nel Vecchio Continente diverse realtà industriali si sono cimentate nella produzione di SOFC e SOEC, ma i costi sono ancora elevati per poter assicurare al segmento una grande fetta di mercato.

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AMPS, Automatizzare la produzione di fuel cell a ossidi solidi

In aiuto arriva AMPS, un nuovo progetto europeo, finanziato dal programma Horizon Europe con 6,6 milioni di euro. L’iniziativa, che coinvolge per l’Italia il Politecnico di Torino, riunisce le principali imprese europee coinvolte nella catena del valore delle celle a combustibile a ossidi solidi. L’obiettivo? Riuscire ad automatizzare la produzione delle SOC, e delle annesse piastre bipolari e interconnettori e il loro assemblaggio in pile. Garantendo per ogni passaggio un controllo di qualità integrato e tagliando i costi di produzione. Fino al 31 maggio 2027 i partner di AMPS studieranno, dimostreranno e valideranno tecniche di fabbricazione ad alta velocità ed economicamente vantaggiose per la produzione di celle e stack a ossidi solidi.

Impiegando la tecnologia dei gemelli digitali, il progetto punta inoltre ad ottenere la tracciabilità completa dei componenti e a ottimizzare la produzione di massa, al fine di raggiungere un costo produttivo inferiore agli 800 euro per kW sulla base di un volume produttivo pari a 100 MW l’anno.

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Il ruolo del PoliTo

In questo contesto, spiega il PoliTo in una nota stampa – il Politecnico valuterà la sostenibilità economica del nuovo processo produttivo (con un obiettivo <800 €/kW) in confronto ai metodi convenzionali di produzione di celle ad ossidi solidi (SOC). “L’analisi – si legge nel comunicato – include anche una dettagliata valutazione del ciclo di vita del processo per dimostrarne la sostenibilità ambientale, con un particolare focus sulla gestione dei rifiuti e il riciclo per raggiungere un elevato livello di circolarità. Sarà inoltre fornita una panoramica completa del processo di produzione, comprendendo valutazioni di sicurezza e regolamentari“.

A partire dai primi risultati ottenuti, il Politecnico “svilupperà uno strumento di ottimizzazione ad hoc per individuare le condizioni che rendono i sistemi SOC la soluzione ottimale per applicazioni industriali e di trasporto. Infine […] si occuperà anche delle attività di dissemination, communication, ed exploitation”.

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